關(guān)鍵詞：地方高校；計(jì)算機(jī)一流專業(yè)建設(shè)；教材建設(shè)；大數(shù)據(jù)實(shí)踐教學(xué)；Python編程語(yǔ)言

0 引言

在高等教育領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)專業(yè)一直以其前沿性、實(shí)踐性和創(chuàng)新性而備受關(guān)注。自教育部實(shí)施“雙萬(wàn)計(jì)劃”以來(lái)，計(jì)算機(jī)專業(yè)在國(guó)家級(jí)一流本科專業(yè)的評(píng)選中脫穎而出，已有至少55 所高校獲得此項(xiàng)殊榮[1-2]。這些學(xué)校的成功不僅在于擁有雄厚的師資力量和先進(jìn)的教學(xué)設(shè)施，更在于其不斷創(chuàng)新的教學(xué)理念和教學(xué)模式。

除了國(guó)家級(jí)一流本科專業(yè)外，還有大量地方高校的計(jì)算機(jī)專業(yè)被認(rèn)定為省級(jí)一流本科專業(yè)[3]。地方高校學(xué)校雖然在知名度和資源方面可能稍遜一籌，但它們?cè)谟?jì)算機(jī)領(lǐng)域的教學(xué)和研究方面同樣表現(xiàn)出色。它們通過(guò)不斷努力，逐步提升了自身的教育教學(xué)質(zhì)量和科研水平，為培養(yǎng)更多高素質(zhì)的計(jì)算機(jī)人才作出了積極貢獻(xiàn)。

地方高校的計(jì)算機(jī)一流專業(yè)的建設(shè)并非一蹴而就，而是需要長(zhǎng)期的積累和創(chuàng)新。這些一流專業(yè)不僅提升了我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的整體實(shí)力，也為我國(guó)科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了有力支撐。

1 地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程教材的特點(diǎn)

地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程主要分為兩大類：一大類是對(duì)于數(shù)據(jù)科學(xué)基本算法原理的編程實(shí)現(xiàn)，例如：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘、算法設(shè)計(jì)與分析等；另一大類是掌握大數(shù)據(jù)專業(yè)軟件的使用，例如：Hadoop、Spark、Storm、Hbase、Hive、Zookeeper、Sqoop、Flume、Pig等。

地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐類課程相比，雖然計(jì)算機(jī)算法編程實(shí)現(xiàn)類的實(shí)踐課程基本保持一致，但是大數(shù)據(jù)專業(yè)軟件的實(shí)踐類課程不僅課時(shí)量巨大而且也是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐類課程不曾包含的。為了能夠獲得足夠的大數(shù)據(jù)專業(yè)軟件的實(shí)踐類課程課時(shí)，必須在本科前兩個(gè)學(xué)年提前開設(shè)計(jì)算機(jī)算法編程實(shí)現(xiàn)類的實(shí)踐課程。

上述實(shí)踐類課程的特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生不能像傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生有足夠的時(shí)間精通多門編程語(yǔ)言，例如：C、C++、Java等。最合理的選擇是掌握一門編程語(yǔ)言作為工具，把理解、掌握和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)科學(xué)基本算法思想作為首要目的。同時(shí)，被選擇作為工具的編程語(yǔ)言，也應(yīng)該同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大數(shù)據(jù)專業(yè)軟件的調(diào)用和操作。

地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程教材，應(yīng)該能夠滿足上述兩點(diǎn)要求。減少編程語(yǔ)言語(yǔ)法的實(shí)踐，盡早進(jìn)入大數(shù)據(jù)實(shí)踐算法原理的理解和實(shí)現(xiàn)；同時(shí)能夠覆蓋大部分計(jì)算機(jī)專業(yè)中大數(shù)據(jù)實(shí)踐類專業(yè)軟件的調(diào)用和操作。滿足該條件的地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程教材不僅可以體現(xiàn)出地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程特色，而且更能夠讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)專業(yè)中大數(shù)據(jù)實(shí)際工程環(huán)境下專業(yè)軟件的使用，為學(xué)生盡快具有解決復(fù)雜工程問題的能力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 大數(shù)據(jù)實(shí)踐課程教材的現(xiàn)狀與問題

為了實(shí)現(xiàn)地方高校計(jì)算機(jī)一流專業(yè)建設(shè)，計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程教材現(xiàn)階段仍然是亟待豐富和完善的?，F(xiàn)階段，主要存在以下幾個(gè)問題：

（1） 地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程教材數(shù)量和種類就非常稀少，可以選擇的余地不大，造成教師在選擇教材時(shí)難以根據(jù)地方學(xué)校學(xué)科特色選擇不同的教材。

（2） 計(jì)算機(jī)算法編程實(shí)現(xiàn)類的實(shí)踐教材，現(xiàn)階段基本上都是來(lái)自傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)，重點(diǎn)仍然被放在編程語(yǔ)言的語(yǔ)法掌握和熟練。這部分內(nèi)容占用的學(xué)時(shí)量較大，對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)的基本原理算法的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容仍然偏少、偏簡(jiǎn)單，沒有體現(xiàn)出計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)的專業(yè)理論特色。

（3） 現(xiàn)階段地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類實(shí)踐課程教材大部分都是直接翻譯的英語(yǔ)軟件使用手冊(cè)或者國(guó)外軟件介紹書籍。對(duì)于軟件的使用和操作，仍然停留在入門手冊(cè)、功能演示和軟件說(shuō)明的階段，翻譯的質(zhì)量和內(nèi)容的正確性難以滿足培養(yǎng)計(jì)劃中對(duì)于實(shí)踐類課程完成度和畢業(yè)要求達(dá)成度的需求。

（4） 現(xiàn)階段地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程教材涉及的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言種類眾多，而且不同的實(shí)踐類課程要求學(xué)生掌握的不同的編程語(yǔ)言樣。例如：C、C++、Java、Matlab、Scale等編程語(yǔ)言被用于多門不同的計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程。這對(duì)學(xué)生造成了極大的學(xué)習(xí)成本。不僅浪費(fèi)了大量時(shí)間學(xué)習(xí)多種不同的編程語(yǔ)言，而且忽視了實(shí)踐課程的根本目的，將多門實(shí)踐課程變成了多門編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)課程。

（5） 現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程教材內(nèi)容大部分停留在入門和介紹的階段。學(xué)生學(xué)習(xí)完該實(shí)踐課程，仍然無(wú)法使用相關(guān)技術(shù)來(lái)解決實(shí)際工程問題。導(dǎo)致這一問題的原因在于計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程教材現(xiàn)階段主要來(lái)源于國(guó)外軟件手冊(cè)和幫助文檔的內(nèi)容翻譯，并不是作為實(shí)踐教材來(lái)被編寫，亟待大量的專業(yè)一線工程人員結(jié)合實(shí)際工程問題撰寫實(shí)踐教材內(nèi)容。

（6） 現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程教材與培養(yǎng)方向脫節(jié)嚴(yán)重。雖然在培養(yǎng)方向中，各個(gè)實(shí)踐課程之間存在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬?nèi)容承接和知識(shí)深化，但是各個(gè)實(shí)踐類課程教材之間卻存在大量的內(nèi)容重疊和知識(shí)割裂。這使得實(shí)踐類課程教材無(wú)法實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)計(jì)劃中設(shè)計(jì)的培養(yǎng)目標(biāo)。造成這一點(diǎn)的主要原因是，大數(shù)據(jù)作為一個(gè)計(jì)算機(jī)的新興領(lǐng)域，急需要權(quán)威出版社從完整的一流專業(yè)構(gòu)建的角度來(lái)規(guī)劃一批成體系的實(shí)踐類課程教材。

（7） 電子教材作為新興的知識(shí)傳播載體已經(jīng)在計(jì)算機(jī)行業(yè)內(nèi)成為主流的復(fù)合式信息交流與實(shí)踐平臺(tái)。電子教材符合大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程的特點(diǎn)，卻缺乏足夠的重視。大數(shù)據(jù)軟件的更新迭代速度快，以Hadoop 為例，每隔1年左右就會(huì)出現(xiàn)較大改動(dòng)的版本。此外，每年會(huì)有新的大數(shù)據(jù)軟件被業(yè)界推崇或者被業(yè)界淘汰[4-5]。雖然大學(xué)教學(xué)內(nèi)容不能完全由行業(yè)領(lǐng)域所決定，但是大學(xué)教學(xué)內(nèi)容也要體現(xiàn)出行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展和變化趨勢(shì)，跟得上專業(yè)領(lǐng)域的潮流，才能讓學(xué)生在畢業(yè)時(shí)能夠快速融入企業(yè)的工作，從而增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。為了滿足這個(gè)特點(diǎn)，地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程教材更新速度更快。紙質(zhì)版教材從更新成本和更新便捷性上，必然難以跟上大數(shù)據(jù)技術(shù)迭代速度。電子版的無(wú)紙化教材可以做到快速更新，完全能夠緊隨面向一流專業(yè)的地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)。

3 Python 語(yǔ)言教材對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)中計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程的意義

Python語(yǔ)言既有優(yōu)點(diǎn)也有不足。但是，Python語(yǔ)言對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程的兩種類型課程仍是現(xiàn)階段最優(yōu)選擇。

為了保證計(jì)算機(jī)專業(yè)中大數(shù)據(jù)培養(yǎng)方向的實(shí)施，計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程之間不僅要實(shí)現(xiàn)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬?nèi)容承接和知識(shí)深化，而且還要保證實(shí)踐課程的目的是掌握大數(shù)據(jù)理論實(shí)現(xiàn)與工具應(yīng)用。學(xué)生掌握多門編程語(yǔ)言，對(duì)課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)幫助小，學(xué)習(xí)成本高。

相較于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)方向，計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)方向的算法理論類實(shí)踐課程會(huì)被提早開設(shè)。在這個(gè)階段，學(xué)生一般會(huì)學(xué)習(xí)C語(yǔ)言。C語(yǔ)言是一門經(jīng)典的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言。但是C語(yǔ)言的特點(diǎn)是開發(fā)軟件系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的有效控制。這些都是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)方向的培養(yǎng)重點(diǎn)。計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)方向的培養(yǎng)內(nèi)容則應(yīng)該偏重大數(shù)據(jù)理論的掌握和應(yīng)用，例如：統(tǒng)計(jì)學(xué)、線性代數(shù)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)分析和處理算法等。在上述領(lǐng)域，Python語(yǔ)言憑借簡(jiǎn)單的語(yǔ)法、靈活的編程手段和豐富的第三方庫(kù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于C語(yǔ)言。

大數(shù)據(jù)專業(yè)軟件，例如：Hadoop、Spark、Storm、Hbase、Hive、Zookeeper、Sqoop、Flume、Pig 等，能夠?qū)Χ喾N不同編程語(yǔ)言提供API調(diào)用接口，支持的編程開發(fā)語(yǔ)言包括：C++、Java、Scale 和Python 等。相較于C++和Java，Python語(yǔ)言學(xué)習(xí)成本更低、掌握所需的時(shí)間更短，能夠留出更多的課時(shí)量分配給大數(shù)據(jù)理論的實(shí)踐；相較于Scale，Python語(yǔ)言能夠調(diào)用的大數(shù)據(jù)專業(yè)軟件種類和數(shù)量更多，可以用Python語(yǔ)言將多種大數(shù)據(jù)行業(yè)軟件構(gòu)造成一個(gè)完整的大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)，更能提高計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程的兩度一性[6]。

綜上，從實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)專業(yè)中大數(shù)據(jù)方向培養(yǎng)計(jì)劃的角度，Python語(yǔ)言作為一門編程語(yǔ)言完全可以支持培養(yǎng)計(jì)劃中涉及的大部分實(shí)踐類課程的編程開發(fā)要求。其他編程語(yǔ)言課以作為選修課程，安排給有額外學(xué)習(xí)能力和興趣的同學(xué)。

4 地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程教材的建設(shè)的方法

地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程教材如果要取得良好的建設(shè)成果，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行改進(jìn)和深化。

（1） 豐富計(jì)算機(jī)專業(yè)中計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程的種類和數(shù)量，為教師提供更多的可選方案，適應(yīng)不同地方高校對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)中大數(shù)據(jù)培養(yǎng)方向的不同特色需求。

（2） 對(duì)于計(jì)算機(jī)算法編程實(shí)現(xiàn)類的實(shí)踐教材，減少編程語(yǔ)言的語(yǔ)法掌握和熟練的內(nèi)容，要體現(xiàn)出計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)方向的專業(yè)理論特色，增加并且深化計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)方向的基本算法原理的實(shí)踐內(nèi)容，體現(xiàn)出計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)方向與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)方向在算法實(shí)踐課程教材的區(qū)別。

（3） 避免直接翻譯軟件的使用手冊(cè)和說(shuō)明文檔，按照實(shí)踐類課教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱，重新撰寫教材。減少說(shuō)明性內(nèi)容，增加操作性練習(xí)。讓學(xué)生從單純的觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果升級(jí)為動(dòng)手獨(dú)立實(shí)現(xiàn)特定的多功能、多軟件綜合實(shí)驗(yàn)，以提高實(shí)踐課程的兩度一性，滿足培養(yǎng)計(jì)劃中對(duì)于課程完成度和畢業(yè)要求達(dá)成度的需求。

（4） 統(tǒng)一編程語(yǔ)言作為計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程編程開發(fā)工具，現(xiàn)階段最優(yōu)的選擇是Python語(yǔ)言。如果未來(lái)有更好的其他編程語(yǔ)言，也可以考慮更換。統(tǒng)一編程語(yǔ)言可以降低學(xué)生的學(xué)習(xí)成本，避免浪費(fèi)大量時(shí)間學(xué)習(xí)多種不同的編程語(yǔ)言。

（5） 計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程教材必須包含綜合實(shí)驗(yàn)，單純部分內(nèi)容的章節(jié)式實(shí)驗(yàn)無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生使用相關(guān)技術(shù)來(lái)解決復(fù)雜工程問題的能力。此外，教材的編寫必須要求企業(yè)和行業(yè)內(nèi)專家參與，實(shí)現(xiàn)校企合作，避免教學(xué)內(nèi)容落后于企業(yè)的技術(shù)需求，增強(qiáng)學(xué)生快速?gòu)膶W(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)變?yōu)閱栴}的解決者，從而提高地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)中大數(shù)據(jù)方向的就業(yè)能力。

（6） 地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程教材必須與培養(yǎng)計(jì)劃統(tǒng)籌安排。為了建設(shè)面向一流專業(yè)的地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)，國(guó)內(nèi)權(quán)威出版社和專業(yè)學(xué)會(huì)可以從構(gòu)建專業(yè)知識(shí)體系的角度來(lái)規(guī)劃一批教材。一門實(shí)踐課教材要綜合考慮與其他實(shí)踐課程之間的聯(lián)系和區(qū)別，保證學(xué)生能夠完整地掌握計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)方向的全部實(shí)踐內(nèi)容，滿足畢業(yè)達(dá)成度要求。

（7） 要充分考慮電子教材可行性。電子教材不僅僅指教學(xué)內(nèi)容的電子化，更指的是類似于小程序、App、應(yīng)用程序、網(wǎng)站等可以快速更新迭代實(shí)踐教材內(nèi)容的新興載體，例如：語(yǔ)雀、云筆記、jupyter notebook、超星學(xué)習(xí)通等。電子化的實(shí)踐教材不僅僅是將實(shí)踐課程內(nèi)容進(jìn)行電子化的文字說(shuō)明、圖片展示、視頻播放，還要包括實(shí)驗(yàn)環(huán)境和編程執(zhí)行過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)一種復(fù)合化的云學(xué)習(xí)環(huán)境。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，面向一流專業(yè)的地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)踐類課程教材建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。需要不斷更新教材內(nèi)容、強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)、與一流專業(yè)對(duì)接，并克服各種挑戰(zhàn)和困難，為培養(yǎng)高素質(zhì)的地方高校計(jì)算機(jī)專業(yè)中大數(shù)據(jù)方向人才提供有力支持。